EP0384966A2 - Motorlager - Google Patents

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EP0384966A2
EP0384966A2 EP89121070A EP89121070A EP0384966A2 EP 0384966 A2 EP0384966 A2 EP 0384966A2 EP 89121070 A EP89121070 A EP 89121070A EP 89121070 A EP89121070 A EP 89121070A EP 0384966 A2 EP0384966 A2 EP 0384966A2
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compensation
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Arnold Dr. Simuttis
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Carl Freudenberg KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F16F13/18—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper characterised by the location or the shape of the equilibration chamber, e.g. the equilibration chamber, surrounding the plastics spring or being annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
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    • F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F16F13/24—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the central part of the unit being supported by one element and both extremities of the unit being supported by a single other element, i.e. double acting mounting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/3415—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages characterised by comprising plastics, elastomeric or porous elements

Definitions

  • the invention relates to an engine mount according to the preamble of claim 1.
  • Such an engine mount is known for example from DE-PS 29 05 091.
  • it When used in motor compartments that are open to the outside, it provides excellent insulation for acoustically effective, high-frequency vibrations and good damping of low-frequency vibrations caused by road traffic.
  • the properties which are good in this regard are unfortunately largely lost when used in soundproof, sealed engine compartments of motor vehicles.
  • the invention has for its object to further develop such an engine mount such that there is good damping of vibrations excited by the vehicle, even when used in motor vehicle soundproof compartments, and permanent good insulation of the motor-excited, acoustically effective, high-frequency vibrations.
  • the equalization space in addition to the work spaces, there is at least one equalization space, the equalization space being suitable for accommodating additional liquid volumes without pressure by means of a flexible and essentially non-elastic wall and being connected to at least one of the work spaces by at least one equalization opening, and the equalization opening having a flow resistance , which is much larger than that of the damping opening.
  • the invention is based on the knowledge that when an engine mount is used in the soundproofed engine compartment of a motor vehicle, there is inevitably a warming which can reach temperatures of 140.degree.
  • the increase in volume of the liquid contained in the work spaces is accordingly considerable and is compensated for in the engine mount according to the invention via the compensating opening.
  • the internal pressure originally used for the design of the engine mount is always maintained and there is no change in terms of either the insulation behavior or the damping effectiveness.
  • the increase in volume of the liquid caused by the heating is no longer able to cause the formation of prestresses in the elastic boundary walls of the work rooms, which results in an improvement in the service life.
  • the known design rules can therefore be used in the design of the engine mount.
  • the other components of the engine mount according to the invention can also correspond to any of the known designs. It is possible to design the damping opening like a channel or diaphragm or to connect wall components of both workspaces with a bridge. It is also possible to use active or passive vibration decouplers.
  • the compensation opening can be formed by a capillary opening and can be enclosed, for example, by a hair tube. In this case, the transmission of pressure pulses through the compensation opening is completely excluded.
  • open-pored damping bodies are characterized by greater robustness in mechanical terms. They can be formed in one piece or consist of a plurality of compressed particles, for example of particles which are spherical and / or fibrous in shape.
  • the use of natural materials possible without any problems, for example the use of mineral materials.
  • the use of pressure relief valves is also possible, whereby care must be taken to ensure that the required permeability must be ensured both in the direction of the compensation space and in the direction of the associated work space.
  • the engine mount shown in FIG. 1 belongs to the two-chamber type, in which both working spaces 1 are delimited in some areas by elastically flexible walls 2.
  • the resilient walls 2 are made of rubber-elastic material and are hollow-conical. They also serve to transmit forces between the support 9 and the support bearing 10.
  • the elastically flexible walls 2 are connected to one another by a metallic ring 11, which at the same time serves to mechanically fix the liquid-impermeable partition wall 12 which separates the working spaces 1 from one another.
  • This encloses in the central area a disk 13 which can be axially displaced between stops and which serves as a decoupler with respect to the introduction of acoustically effective, high-frequency vibrations. These usually have an amplitude of max. 0.2 mm.
  • the partition 12 encloses the damping opening 4. This is formed by a simple bore and is enclosed in the manner of an aperture.
  • the support 9 encloses a recess in the central area which, together with a flexible and essentially non-elastic wall 4, delimits the compensation space 3. This is suitable for receiving additional liquid volumes without pressure and is connected to the lower working space 1 through the compensation opening 5.
  • the compensating opening 5 is essentially enclosed by a capillary tube 14, which is helically wound and is predominantly contained in the associated working space 1. An attachment in the compensation space 3 or in the metallic material body forming the support 9 is also possible.
  • the elastically flexible walls 2 delimiting the two working spaces 1 are assigned to one another in a series connection.
  • the execution corresponds to that described above.
  • the compensating opening 5 has such a large flow resistance that the pressure changes caused by the introduction of vibrations into the motor bearing according to the invention in the working spaces 1 are unable to cause any significant relative displacement of liquid components contained in the compensating opening.
  • the condition can, however, easily be met on the basis of simple experiments or by using one or more equalizing openings which are of a capillary active constriction.
  • FIG. 2 shows a damping body 6 which is inserted into another embodiment of the compensating opening 5 and which consists of particles 7 compressed in a sieve cage. These are spherical in shape and made of metal.
  • Figure 3 shows a damping body similar to the embodiment shown in Figure 2. However, it is formed in one piece and consists of particles which are glued or welded to one another, for example those in the form of thin wires.
  • FIG. 4 refers to an embodiment in which there are two damping openings located next to one another in the partition wall 12.
  • the compensation opening 5 shown in the left part of the illustration is permeable in the direction of the compensation chamber 3 when a certain minimum pressure in the work chamber 1 is exceeded. This is defined by the tensile force of the coil spring 15.
  • a pressure relief valve 8 is provided, which is permeable from the direction of the compensating space 3 in the direction of the working space 1 if there is a risk of a negative pressure developing in the working space 1.
  • the corresponding value is defined by the coil spring 16.

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Abstract

Ein Motorlager mit hydraulischer Dämpfung, umfassend zwei getrennte Arbeitsräume (1), die mit einer Flüssigkeit gefüllt und in wenigstens einem Teilbereich von einer elastisch nachgiebigen Wandung (2) begrenzt und durch eine Dämpfungsöffnung (4) verbunden sind. Wenigstens einer der Arbeitsräume (1) ist zusätzlich durch eine Ausgleichsöffnung (5) mit einem Ausgleichsraum (3) verbunden. Der Ausgleichs­raum ist in wenigstens einem Teilbereich durch eine flexible und im wesentlichen nichtelastischen Wandung (4) zur druck­losen Aufnahme zusätzlicher Flüssigkeitsvolumina geeignet. Die Ausgleichsöffnung (5) weist einen Strömungswiderstand auf, der wesentlich größer ist als derjenige der Dämpfungs­öffnung (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Motorlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ein solches Motorlager ist beispielsweise aus der DE-PS 29 05 091 bekannt. Es bewirkt bei einer Verwendung in nach außen offenen Motorräumen eine ausgezeichnete Isolierung akustisch wirksamer, hochfrequenter Schwingungen sowie eine gute Dämpfung fahrbahnerrregter, tieffrequenter Schwing­ungen. Die in dieser Hinsicht guten Eigenschaften gehen bei einer Verwendung in schalldicht gekapselten Motorräumen von Kraftfahrzeugen leider überwiegend verloren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Motorlager derart weiterzuentwickeln, daß sich auch bei einer Verwendung in schalldicht nach außen abgeschlossenen Motorräumen von Kraftfahrzeugen eine gute Dämpfung fahrbahn­erregter Schwingungen ergibt sowie dauerhaft eine gute Isolierung der vom motorerregten, akustisch wirksamen, hochfrequenten Schwingungen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Motorlager der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche bezug.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Motorlager ist zusätzlich zu den Arbeitsräumen wenigstens ein Ausgleichsraum vorhanden, wobei der Ausgleichsraum durch eine flexible und im wesentlichen nichtelastische Wandung zur drucklosen Aufnahme zusätzlicher Flüssigkeitsvolumina geeignet und durch wenigstens eine Ausgleichsöffnung mit wenigstens einem der Arbeitsräume verbunden ist und wobei die Ausgleichsöffnung einen Strömungswiderstand aufweist, der wesentlich größer ist als derjenige der Dämpfungsöffnung.
  • Bei dieser Ausbildung geht die Erfindung aus von der Erkennt­nis, daß sich bei der Verwendung eines Motorlagers in dem schallgekapselten Motorraum eines Kraftfahrzeuges zwangs­läufig eine Erwärmung ergibt, die Temperaturen von 140°C erreichen kann. Die Volumenvergrößerung der in den Arbeits­räumen enthaltenen Flüssigkeit ist demgemäß erheblich und wird bei dem erfindungsgemäßen Motorlager über die Aus­gleichsöffnung kompensiert. Der der Auslegung des Motor­lagers ursprünglich zugrunde gelegte Innendruck bleibt dadurch stets erhalten und sowohl hinsichtlich des Iso­lierverhaltens als auch hinsichtlich der Dämpfungswirksam­keit ergibt sich keinerlei Veränderung. Auch vermag die durch die Erwärmung bedingte Volumenvergrößerung der Flüssigkeit die Entstehung von Vorspannungen in den elastischen Begrenzungswänden der Arbeitsräume nicht mehr zu bewirken, wodurch sich eine Verbesserung der Gebrauchsdauer ergibt.
  • Durch den erheblichen Strömungswiderstand der Ausgleichs­öffnung vermögen die durch die Einleitung von Schwingungen in den Arbeitsräumen verursachten Druckveränderungen keine funktionsbeeinträchtigende Relativverlagerung von Flüssig­keitsbestandteilen in der Ausgleichsöffnung zu bewirken. Bei der Auslegung des Motorlagers können daher die bekannten Auslegungsregeln zur Anwendung gelangen. Auch können die übrigen Bestandteile des erfindungsgemäßen Motorlagers irgendeiner der bekannten Bauformen entsprechen. Es ist sowohl möglich, die Dämpfungsöffnung kanal- oder blenden­artig zu gestalten als auch Wandungsbestandteile beider Arbeitsräume durch eine Brücke zu verbinden. Auch ist es möglich, aktive oder passive Schwingungsentkoppler zu verwenden.
  • Die Ausgleichsöffnung kann durch eine Kapillaröffnung gebildet und beispielsweise von einem Haarröhrchen um­schlossen sein. Die Übertragung von Druckimpulsen durch die Ausgleichsöffnung hindurch ist in diesem Falle völlig ausgeschlossen.
  • Offenporige Dämpfungskörper zeichnen sich dem gegenüber durch eine größere Robustheit in mechanischer Hinsicht aus. Sie können einstückig ausgebildet sein oder aus mehreren, zusammengepreßten Partikeln bestehen, beispielsweise aus Partikeln, welche von kugel- und/oder faserförmiger Gestalt sind. Neben der Verwendung von metallischen und künstlichen Werkstoffen ist die Verwendung natürlicher Werkstoffe problemlos möglich, beispielsweise die Verwendung von mineralischen Werkstoffen. Auch die Verwendung von Druck­begrenzungsventilen ist möglich, wobei darauf zu achten ist, daß die erforderliche Durchlässigkeit sowohl in Richtung des Ausgleichsraumes als auch in Richtung des zugehörigen Arbeitsraumes gewährleistet sein muß.
  • Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend durch die in der Anlage beigefügte Zeichnung weiter verdeutlicht. Es zeigen:
    • Figur 1 Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Motor­lagers in längsgeschnittener Darstellung.
    • Figuren 2 und 3 Zwei verschiedene Ausführungen von Dämpfungskörpern zur Verwendung in der Ausgleichsöffnung des erfindungsgemäßen Motorlagers.
    • Figur 4 Eine Anordnung von Druckbegrenzungsventilen in zwei vonein­ander getrennten Ausgleichsöffnungen des erfindungsgemäßen Motorlagers.
  • Das in Figur 1 gezeigte Motorlager gehört zum Zweikammertyp, bei dem beide Arbeitsräume 1 in Teilbereichen durch elastisch nachgiebige Wandungen 2 begrenzt sind. Die elastisch nachgiebigen Wandungen 2 bestehen aus gummi­elastischem Werkstoff und sind hohlkegelig gestaltet. Sie dienen zugleich der Übertragung von Kräften zwischen dem Auflager 9 und dem Traglager 10.
  • Untereinander sind die elastisch nachgiebigen Wandungen 2 durch einen metallischen Ring 11 verbunden, der zugleich der mechanischen Festlegung der die Arbeitsräume 1 voneinander trennenden, flüssigkeitsundurchlässigen Trennwand 12 dient. Diese umschließt im mittleren Bereich eine zwischen An­schlägen axial verschiebbare Scheibe 13, welche als Ent­koppler in bezug auf die Einleitung von akustisch wirksamen, hochfrequenten Schwingungen dient. Diese haben gewöhnlich eine Amplitude von max. 0,2 mm. Zusätzlich umschließt die Trennwand 12 die Dämpfungsöffnung 4. Diese wird durch eine einfache Bohrung gebildet und ist blendenartig umschlossen.
  • Das Auflager 9 umschließt im mittleren Bereich eine Ein­tiefung, die gemeinsam mit einer flexiblen und im wesent­lichen nichtelastischen Wandung 4 den Ausgleichsraum 3 begrenzt. Dieser ist zur drucklosen Aufnahme zusätzlicher Flüssigkeitsvolumina geeignet und durch die Ausgleichs­öffnung 5 mit dem unteren Arbeitsraum 1 verbunden. Die Ausgleichsöffnung 5 wird im wesentlichen durch ein Kapil­larrohr 14 umschlossen, welches schraubenförmig gewunden und überwiegend in dem zugehörigen Arbeitsraum 1 enthalten ist. Eine Anbringung in dem Ausgleichsraum 3 oder in dem das Auflager 9 bildenden, metallischen Werkstoffkörper ist ebenfalls möglich.
  • Die die beiden Arbeitsräume 1 begrenzenden, elastisch nachgiebigen Wandungen 2 sind einander in einer Reihen­schaltung zugeordnet. Die Ausführung entspricht der vor­stehend beschriebenen. Daneben ist es jedoch ebenfalls möglich, die Arbeitsräume begrenzende, in der gleichen Richtung bewegliche Wandungsbestandteile beider Arbeitsräume in starrer Weise zu verbinden, beispielsweise durch Ver­wendung eines Brückenteiles 9, welches in Form von ge­strichelten Linien angedeutet ist. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird hierdurch nicht berührt.
  • Von großer Bedeutung ist es jedoch, daß die Ausgleichs­öffnung 5 einen so großen Strömungswiderstand aufweist, daß die durch die Einleitung von Schwingungen in das erfindungs­gemäße Motorlager in den Arbeitsräumen 1 verursachten Druckveränderungen keine nennenswerte Relativverlagerung von in der Ausgleichsöffnung enthaltenen Flüssigkeitsbestand­teilen zu verursachen vermögen. Die Bedingung läßt sich indessen auf der Grundlage einfacher Versuche leicht er­füllen bzw. durch die Verwendung von einer oder mehreren Ausgleichsöffnungen, welche von kapillaraktiver Enge sind. Bei der Ausführungen nach Figur 1 ist nur eine einzige Kapillaröffnung vorhanden. Sie wird von einem Kapillar­röhrchen 14 umschlossen.
  • Figur 2 zeigt einen in eine andere Ausführung der Aus­gleichsöffnung 5 eingesetzten Dämpfungskörper 6, der aus in einem Siebkäfig zusammengepreßten Partikeln 7 besteht. Diese sind von kugelförmiger Gestalt und bestehen aus Metall.
  • Figur 3 zeigt einen Dämpfungskörper ähnlich der in Figur 2 gezeigten Ausführung. Er ist jedoch einstückig ausgebildet und besteht aus untereinander verklebten oder verschweißten Partikeln, beispielsweise aus solchen in Gestalt von dünnen Drähten.
  • Figur 4 nimmt bezug auf eine Ausführung, bei der zwei nebeneinander liegende Dämpfungsöffnungen in der Trennwand 12 vorhanden sind. Die im linken Teil der Darstellung wiedergegebene Ausgleichsöffnung 5 ist in Richtung des Ausgleichsraumes 3 durchlässig, wenn ein bestimmter Mindest­druck in dem Arbeitsraum 1 überschritten ist. Dieser ist durch die Zugkraft der Schraubenfeder 15 definiert.
  • Im rechten Teil der Darstellung ist ein Druckbegrenzungs­ventil 8 vorgesehen, welches aus der Richtung des Aus­gleichsraumes 3 in Richtung des Arbeitsraumes 1 durchlässig ist, wenn in dem Arbeitsraum 1 die Gefahr der Entstehung eines Unterdruckes gegeben ist. Der entsprechende Wert ist durch die Schraubenfeder 16 definiert.

Claims (8)

1. Motorlager mit hydraulischer Dämpfung, umfassend zwei getrennte Arbeitsräume, die mit einer Flüssigkeit gefüllt und in wenigstens einem Teilbereich durch eine elastisch nachgiebige Wandung begrenzt und durch eine Dämpfungsöffnung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Arbeitsräumen (1) ein Ausgleichs­raum (3) vorgesehen ist, daß der Ausgleichsraum (3) durch eine flexible und im wesentlichen nichtelastischen Wandung (4) zur drucklosen Aufnahme zusätzlicher Flüssig­keitsvolumina geeignet und durch wenigstens eine Aus­gleichsöffnung (5) mit wenigstens einem Arbeitsraum (1) verbunden ist und daß die Ausgleichsöffnung (5) einen Strömungswiderstand aufweist, der wesentlich größer ist als derjenige der Dämpfungsöffnung (4).
2. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsöffnung als Kapillaröffnung gestaltet ist.
3. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsöffnung (5) wenigstens einen offenporigen Dämpfungskörper (6) enthält.
4. Motorlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskörper (6) einstückig ausgebildet ist.
5. Motorlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskörper (6) aus mehreren zusammengepreßten Partikeln (7) besteht.
6. Motorlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (7) von kugel- und/oder faserförmiger Gestalt sind.
7. Motorlager nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Dämpfungskörper (6) aus einem me­tallischen, künstlichen und/oder natürlichen Werkstoff besteht.
8. Motorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleichsöffnung (5) mit einem Druckbegrenzungs­ventil (8) versehen ist.
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